湖北省能源消费与经济增长的灰关联分析

陈幸，黄 栋

（华中科技大学 公共管理学院，武汉 430074）

能源问题一直是制约湖北综合实力发展的根本性问题。湖北省是一个缺煤、少油、乏气的内陆省份，资源相对贫乏，能源自给率很低，每年存在巨大的能源缺口，能源发展受到省外能源供应形势的制约。随着经济进一步发展和工业化加速推进，湖北省面临的能源短缺问题将更加严峻。

1 灰关联分析的基本原理及数学模型

1.1 灰关联分析的基本原理

灰色系统理论是邓聚龙教授1982年提出的一种研究少数据、贫信息不确定性问题的方法。灰关联分析方法计算简便，对样本量的大小、数据分布类型以及变量间的相关类型没有特殊要求，且分析结果一般与定性分析相吻合，具有较高的实际应用价值。目前，灰关联分析方法已被广泛应用于能源经济研究领域。

1.2 灰关联分析的数学模型

灰关联分析的建模步骤如下：

（1）确定分析数列。确定反映系统行为特征的参考数列和影响系统行为的比较数列。反映系统行为特征的数据序列，称为参考数列。影响系统行为的因素组成的数据序列，称比较数列。参考数列记作X0(k)：

（2）将原始数列进行初值化法的无量纲化处理，保证原始数据的统一性，便于变量进行对比，即：

（3）计算参考数列与各比较数列绝对差

（4）找出比较序列与参考序列绝对差的最大值和最小值，计算关联系数

其中λ为分辨系数，一般取0.5。（5）求关联度

（6）关联度排序，根据Γi的大小排列关联序的先后顺序。当λ=0.5时，关联度大于0.6便认为关联性显著。

2 湖北省能源消费与经济增长灰关联实证分析

2.1 能源消费和经济增长的灰关联分析

根据国内外经济增长影响因素的相关研究以及湖北省能源消费的特征，本文选取经济增长作为因变量参考数列，选取能源消费、能源效率、能源结构和资本存量作为比较数列。数据选取及处理如下：①经济增长用湖北省地区生产总值（按2005年不变价格计算）表示。②能源消费用能源消费总量表示。③能源效率用能源强度即单位GDP能耗来表示。④能源消费结构。由于湖北省能源消费结构以煤炭为主，因此本文采用煤炭消费量占能源消费总量的比例来衡量能源消费结构。⑤资本存量。本文使用物质资本存量表示资本投入量，并根据国际通用的“永续盘存法”来估计每年的实际资本存量。基本公式为：

其中Kt为第t年的资本存量，δt为第t年经济折旧率，It为第t年的新增投资额。在折旧率的选择上，本文参考单豪杰资本存量的估算方法，将固定资产投资折旧率确定为10.96%。基期年的资本存量K0按照国际常用方法计算，计算公式为：

其中I0为期初投资额，δ0为基年折旧率，g0为基年之前某个给定期间的资本增长率。本文选取的基年为2000年，g0为1990～1999年投资的平均增长率。各年资本存量均按2005年不变价格衡量。基础数据见表1。

表1 2005～2009年经济与能源数据

按照灰关联计算方法对数据进行分析，得出各变量序列与经济增长的关联序。关联序是按关联度大小顺序排列，根据关联序可以判断比较序列与参考序列的优劣关系。关联度越大，表示此比较序列对参考序列的影响也越大。关联序见表2。

表2 各变量序列与经济增长的关联序

从关联序的排序结果可知，能源消费与经济增长的关联度超过了物质资本投入，说明湖北省能源消费对经济增长的影响超过了物质资本投入。以煤炭消费量占能源消费总量的比例衡量的能源消费结构与经济增长的关联度大于临界值0.6。

为了进一步确定经济增长与能源消费、能源强度、能源结构和物质资本之间的关系，本文选取1995～2009年的相关数据，运用Granger因果关系检验方法进行分析。使用统计软件Eviews6.0对数据进行处理，根据AIC定阶准则确定最佳滞后阶数为1，分析结果如表3。

表3 Granger因果关系检验结果

从Granger因果关系检验结果可以看出，在5%的显著水平下，湖北省能源消费量增加是经济增长的Granger原因，反之则不成立；能源消费结构、能源强度、资本存量的变化是引起经济增长的Granger原因，反之亦成立。Granger因果关系检验的结果验证了灰关联分析的结论。近年来，湖北省经济发展方式的转变，对提高能源利用效率、改变能源消费结构起到一定的作用。但湖北省经济增长仍依赖于要素投入，经济增长对能源消费总体消耗和煤炭的消耗有很强的依赖性。

2.2 各产业能源消费与经济增长的灰关联分析

本文选取地区生产总值（按2005年不变价格计算）为参考数列，各产业能源消费量（万吨标准煤）为比较数列，选取2005～2009年相关数据进行分析。参照《湖北统计年鉴》的分类方法，将经济产业分为：第一产业即农、林、牧、渔业；第二产业即工业、建筑业；第三产业即交通运输、仓储和邮政业，批发、零售业和住宿、餐饮业和其他。本文基础数据见表4。

表4 2005～2009年GDP、能源消费总量与各行业能源消费数据

按灰关联分析方法对数据进行分析，得出各变量序列与经济增长的关联度，见表5。

从能源消费角度看，关联序为：Γ02＞Γ04＞Γ03＞Γ

06＞Γ01＞Γ05，即对湖北省能源消费总量影响程度大小的因素排序为：工业＞交通运输、仓储和邮政业＞建筑业＞其他第三产业＞农、林、牧、渔业＞批发、零售业和住宿、餐饮业；从经济增长角度看，关联序为：Γ13＞Γ14＞Γ16＞Γ13＞Γ15＞Γ11，即对湖北省生产总值影响程度大小的因素排序为：建筑业＞交通运输、仓储和邮政业＞其他第三产业＞工业＞批发、零售业和住宿、餐饮业＞农、林、牧、渔业。从关联序可以看出，以工业为主导的第二产业能源消耗对能源消费总量影响程度最大，关联度高达0.97，但工业能源消耗对GDP的影响程度却较小。建筑业、交通运输业和其他第三产业的能源消耗量对于经济增长和能源消费的影响都比较大，说明随着城市化程度加快，湖北省建筑业和第三产业发展迅速，为经济增长作出了贡献，但与此同时也伴随着能源消耗量的增加。

表5 GDP、能源消费与各行业能源消费的关联度

3 政策建议

通过对湖北省能源消费和经济增长关联度的分析，可以看出，当前湖北省能源消费存在一些问题：湖北经济增长对能源有很大的依赖性，经济增长对传统能源需求旺盛，产业结构不合理。基于此，提出以下政策建议。

(1)促进产业结构升级。

湖北省能源利用效率低，主要原因是产业结构不合理。从整体上来讲，湖北省目前的产业结构属于能源消耗型，产业结构不合理造成了能源供给的紧张。“十一五”以来，第二产业的比重稳中有升，由2006年40.5%上升到2009年46.6%。第二产业能耗强度远大于第一、第三产业，而工业的能源强度又高于三次产业，工业中重化工业比重大，各种基础原材料消耗量大。第二产业尤其是工业在国民经济产出中比重的变化会对能源消费有较大的影响。湖北省可以通过产业结构的调整和升级解决能源消费结构不平衡问题。一方面，加快产业结构升级和调整步伐，调整三次产业结构。以产品结构为载体，推动产业结构向轻型化、节能化转变，大力发展现代服务业，提高第三产业在国民经济中的比重。另一方面，促进第二产业内部产业结构调整，优化第二产业。大力发展高新技术产业，大力发展耗能较少、附加值较高的产业，改变产业结构重型化现状，加强构建节能型产业体系，走科技含量高、能源消费少的新型工业化道路。

（2）提高工业部门能源效率。

湖北省处于工业化初中期阶段，能源消费部门结构以工业为主，2009年工业部门能源消费量占湖北省能源消费总量的67.87%，而工业增加值增量与GDP增量之比仅为47%，使得单位增加值能耗量较高。工业部门能源强度的改进是湖北省能源效率提升的主因，工业部门单位增加值能耗的下降是单位GDP能耗下降的主要动力。湖北省工业产品单耗高，能源利用效率低，存在很大的节约空间。湖北应加快推进石油化工、钢铁、建材、电力、有色、机械汽车等传统行业技术进步，对原有高耗能生产设备近些节能技术改造，提高生产工艺水平，利用系统优化技术、余热利用技术等先进技术，提高能源利用效率，增大产出效益；调整产品结构，压缩高能耗、高污染的产品，改变高资源投入、高排放的传统工业化发展模式，提升产品价值和品质，提高产品的附加值，减少对能源的依赖；进一步加大淘汰落后产能的力度，提高节能环保试产准入门槛，促进“两高一资”（高耗能、高污染和资源性）行业转型升级。

（3）促进煤炭清洁高效利用。

湖北的能源结构一直倚重煤炭，这种以煤炭为主的能源消费结构，不仅造成能源效率低下和运输的紧张，也给环境带来巨大压力。由于我国的资源禀赋状况，在今后较长的一段时期内，煤炭仍将是支持湖北省经济发展的动力，因此，要缓解煤炭供应紧张，减少对环境的污染，需要积极推广洁净煤技术，对煤炭进行科学开发和洁净、高效利用。采用先进的煤炭生产技术、洁净煤技术和高效低污染燃烧技术，使煤炭的利用效率和洁净度大幅提高，降低原煤直接燃烧比例，提高发电用煤在煤炭消费中的比例。

（4）大力发展具有本省优势的可再生能源。

湖北省主要传统能源比较贫乏，能源自给率低，需求量较大。近年来，主流能源供给短缺已严重影响湖北经济社会的发展。可再生能源的开发利用可以提高湖北省的能源自给能力，缓解能源紧张的局势。要实现能源供给的可持续发展，必须加大可再生能源的开发力度，走能源多元化道路。湖北省风能和太阳能相对不足，不具备大规模开发利用的潜力。发展优势较为明显的是水电、核电和生物质能。湖北省是农业大省，粮油加工副产品、秸秆、禽畜粪便等生物质资源丰富，此外水能资源优势突出，水电开发前景广阔。湖北省又有较多高效和研究所，具有国内外领先的可再生能源技术发展优势，可再生能源的开发利用有着广阔的前景。湖北省应充分利用现有新能源产业基础、资源和科教优势，优先发展水电，大力发展生物质能，加快核电站建设速度，采取一系列措施加快开发可再生能源的开发、利用和推广，实现能源消费品种多样化。

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